FI111323B

FI111323B - Turvavalojärjestely ja turvavalolaite

Info

Publication number: FI111323B
Application number: FI20011463A
Authority: FI
Inventors: Jari Tabell
Original assignee: Teknoware Oy
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-06-30
Also published as: US6717367B2; US20030006709A1; EP1274286A1; AU5275202A; FI20011463A0; EE200200376A; PL354860A1; FI20011463A

Description

111323

Turvavalojärjestely ja turvavalolaite Keksinnön tausta Tämän keksinnön kohteena on turvavalojärjestely, joka on sovitettu syöttävään verkkoon kytkettäväksi ja joka käsittää elektronisen liitäntälaitteen 5 loistelampun sytyttämiseksi ja polttamiseksi sekä turvavalolaitteen, joka käsittää akun, latauslaitteiston akun lataamiseksi syöttävästä verkosta, syöttölait-teiston akun jännitteen edelleen syöttämiseksi, sekä ohjausyksikön, joka on sovitettu ohjaamaan turvavalolaitteen mainittuja laitteistoja.

Kiinteistöissä ja muissa julkisissa tiloissa käytetään turvavalaistusta 10 varmistamaan vähintään minimivalaistus syöttävän verkon häiriön tai sähkökatkon yhteydessä. Turvavalaistuksen tarkoituksena on valaista tiettyjä tiloja määräysten mukaisesti siten, että tiloista voi esimerkiksi poistua turvallisesti syöttävän sähköverkon häiriötilanteen, kuten verkkokatkoksen yhteydessä. Turvavalaistus voidaan toteuttaa käyttämällä normaaliin yleisvalaistukseen 15 tarkoitettuja valaisimia, joiden yhteyteen on sijoitettu turvavalolaite. Turvava-lolaitteita sijoitetaan niiden valaisinten yhteyteen, joiden halutaan toteuttavan turvavalaistuksen.

Nykyisin tunnetut erilliset turvavalolaitteet käsittävät latauslaitteen, akun, elektronisen liitäntälaitteen sekä syötönvaihtolaitteen loistelampulle. 20 Toimintaperiaatteena on, että normaalitilanteessa, jolloin verkkojännite on päällä, turvavalolaite lataa akkua ja loistelamppua käytetään joko magneettisella kuristimella tai elektronisella liitäntälaitteella. Sähkökatkostilanteessa turvavalolaitteen sisäinen liitäntälaite kytkeytyy toimintaan ja lamppujohdotuk-seen kytkeytyvä syötönvaihtolaite liittää loistelampun tähän turvavalolaitteen 25 liitäntälaitteeseen. Akkukapasiteetin rajallisuuden vuoksi turvavalolaitteen sisäinen liitäntälaite on mitoitettava syöttämään loistelamppua katkon aikana normaalia huomattavasti pienemmällä valoteholla riittävän pitkän toiminta-ajan saavuttamiseksi.

Ongelmana tässä tekniikassa on se, että syötönvaihtolaitteen kyt-30 keytyessä lamppujohtoihin, joita loistelampussa on tunnetusti neljä kappaletta, muodostuu johdotuksesta monimutkainen asennuksen kannalta. Tämä aiheuttaa myös syötönvaihtolaitteelle lisävaatimuksia, koska sen on kestettävä loistelampun syttymisjännite, joka voi olla huippuarvoltaan yli 1 kV:n suuruinen. Lisäksi loistelammpua käytetään sähkökatkon aikana yleisesti ilman heh-35 kujännitettä, mikä lyhentää loistelampun käyttöikää.

2 111323

Nykyinen tekniikka mahdollistaa normaaleiden loistelamppujen himmentämisen käyttämällä erityistä himmennettävää liitäntälaitetta. Tällaiset himmennettävät liitäntälaitteet ovat kaupallisesti saatavilla ja niiden avulla voidaan asetella liitäntälaitteelta loistelamppuun kulkevaa virtaa, ja siten loiste-5 lamppujen tuottamaa valaistusta. Himmennettävän liitäntälaitteen normaali käyttökohde on yleisvalaistuksen yhteydessä sen himmentämiseen.

Julkaisussa W00027013 esitetään turvavalolaite, joka on kytkettävissä vaihtojännitteen ja loistelampun liitäntälaitteen väliin. Julkaisun ratkaisussa verkkokatkon tapahtuessa turvavalolaite syöttää liitäntälaitetta ennalta 10 määrätyn suuruisella tasajännitteellä loistelampun polttamiseksi.

Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada turvavalojärjestely, joka välttää edellä mainitut epäkohdat, ja mahdollistaa turvavalojen käyttämisen luotettavalla tavalla yksinkertaista järjestelyä käyttäen siten, että turvava-15 lolaitteen akkukapasiteetin käyttöaika saadaan optimoitua. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella järjestelyllä, jolle on tunnusomaista se, elektroninen liitäntälaite on säädettäväsi himmennettävä liitäntälaite ja että turvavalolaite käsittää lisäksi välineet elektronisen liitäntälaitteen himmennyk-sen säätämiseksi.

20 Keksinnön mukainen järjestely perustuu siihen ajatukseen, että tur- vavalojärjestelyssä käytetään himmennettävää elektronista liitäntälaitetta ja turvavalolaitteeseen sisällytetään välineet himmennettävän liitäntälaitteen himmentämiseksi. Himmentämisen ansiosta katkon aikana liitäntälaitteen ot-toteho pienenee, jolloin liitäntälaitetta syöttävän turvavalolaitteen akkukapasi-25 teetti voidaan mitoittaa aikaisempaa pienemmäksi.

Himmennysohjauksen kautta liitäntälaitteen ottama teho voidaan säätää akkukapasiteetin kannalta optimaaliseksi vaaditulle katkokäytön toi-minta-ajalle. Tämän ominaisuuden ansiosta samaa turvavalolaitetta voidaan käyttää myös eri tehoisten lamppujen yhteydessä.

30 Samaa keksinnön perusajatusta toteuttavaa turvavalojärjestelyä voidaan lisäksi käyttää erityyppisten himmennettävien liitäntälaitteiden yhteydessä.

Keksinnön kohteena on myös turvavalolaite, joka on sovitettu kytkettäväksi elektronisen himmennettävän liitäntälaitteen ja syöttävän verkon vä-35 liin, turvavalolaitteen käsittäessä akun, latauslaitteiston akun lataamiseksi syöttävästä verkosta, syöttölaitteiston akun jännitteen edelleen syöttämiseksi 3 111323 sekä ohjausyksikön, joka on sovitettu ohjaamaan turvavalolaitteen mainittuja laitteistoja. Turvavalolaitteelle on tunnusomaista se, että turvavalolaite käsittää lisäksi välineet elektronisen liitäntälaitteen himmennyksen säätämiseksi.

Keksinnön mukaisella turvavalolaitteella saadaan turvavalojärjeste-5 lyn edut toteutettua yksinkertaisen ja luotettavan rakenteen avulla. Keksinnön mukainen turvavalolaite on yhdistettävissä himmennettävään elektroniseen liitäntälaitteeseen, joita on kaupallisesti saatavilla.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen 10 yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen turvavalojärjestelyn lohkokaa-vioesitystä,

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen turvavalojärjestelyn turvavalolaitteen erästä suoritusmuotoa tasajännitteellä toimivan liitäntälaitteen yhtey-15 dessä, ja

Kuvio 3 esittää esittää keksinnön mukaisen turvavalojärjestelyn turvavalolaitteen erästä suoritusmuotoa tasa- ja vaihtojännitteellä toimivan liitäntälaitteen yhteydessä.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus 20 Kuviossa 1 on esitettynä keksinnön mukaisen turvavalojärjestelyn rakenne lohkokaaviotasolla. Kuviossa on esitetty turvavalolaitteen A kytkeytyminen elektronisen liitäntälaitteen EB yhteyteen sekä liitäntälaitteella syötettävä loistelamppu FL. Turvavalolaite saa syötön L1 suoraan syöttävästä verkosta ja syötön L2 valokytkimen jälkeen. Lisäksi syöttöön liittyy myös molem-25 mille syötöille L1, L2 yhteinen nollajohdin N. Verkkokatkos voidaan havaita siitä, kun suora syöttö L1 katkeaa. Valokytkimen ohjaaman syötön L2 katkaiseminen ei siis millään tavoin vaikuta syöttöön L1 eikä näin turvavalolaitteen toimintaan.

Kuviossa 1 on lisäksi esitetty turvavalolaitteeseen A yhdistetty la-30 tausindikaattori L ja akku Batt. Latausindikaattorilla saadaan visuaalinen ilmaisu turvavalolaitteen akkupiirin toiminnasta ja akkujen latautumisesta normaalikäytön aikana.

Keksinnön mukaisen turvavalojärjestelyn liitäntälaite EB on säädettäväsi himmennettävä liitäntälaite, ja turvavalolaite A käsittää välineet 35 elektronisen liitäntälaitteen himmennyksen säätämiseksi. Kuviossa 1 on esi- 4 111323 tetty liitännät L2.2 ja N.2, jotka muodostavat turvavalolaitteelta tulevan syötön elektroniselle liitäntälaitteelle. Lisäksi kuviossa on esitetty liitännät C1, C2, joiden välityksellä turvavalolaitteen välineet himmennyksen säätämiseksi välittävät himmennystiedot liitäntälaitteelle. Kuvioiden 2 ja 3 yhteydessä näitä kek-5 sinnön piirteitä selitetään yksityiskohtaisemmin. Laite toimii periaatteellisella tasolla siten, että kun syöttö L1 katkeaa, kytkeytyy turvavalolaite katkokäyt-töön, jolloin se syöttää akulta energiaa liitäntälaitteelle. Turvavalolaite säätää tällöin liitäntälaitteen himmeämmälle valotasolle.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen järjestelyn turvavalolai-10 te, joka syöttää loistelampun elektronista himmennettävää liitäntälaitetta tasa-jännitteellä sekä normaali- että katkokäytön aikana. Kuviossa ei ole esitetty itse liitäntälaitetta, mutta liitäntälaitteelle tulevat syöttöliitännät L2.2, N2 ja sää-töliitännät C1, C2 on esitetty. Käyttöjännite normaalikäytössä syötetään liitäntälaitteelle tuloliittimistä L2 ja N tasasuuntaajan 1 kautta liitäntälaitteen syöt-15 töön L2.2, N2.

Tuloliittimelle L1 kytketään jatkuva jännite, joka syötetään turvavalolaitteen verkkomuuntajan 2 ja tasasuuntaajan 3 läpi ohjausyksikölle B. Ohjausyksikön B tehtävänä on keksinnön mukaisesti huolehtia turvavalolaitteen toimintojen ohjaamisesta ja akun Batt latausvirran säädöstä.

20 Kun tuloliittimen L1 syöttö katkeaa, havaitsee ohjausyksikkö B tä män, ja käynnistää syöttölaitteiston akun jännitteen edelleen syöttämiseksi, joka syöttölaitteista kuvion 2 suoritusmuodossa on DC/DC -muuttaja 4. Näin ohjausyksikkö B toimii keksinnön suoritusmuodossa välineenä syötön vaihtamiseksi. Muuttajan 4 tarkoituksena on muodostaa jännite, joka syötetään lii-25 täntälaitteen syöttöön L2.2, N2. Muuttajalla 4 akun Batt jännite nostetaan sellaiselle tasolle, joka riittää liitäntälaitteelle loistelampun polttamiseksi. Akun jännitteen suuruus on esimerkiksi ainoastaan 3,6 V, joten tätä jännitettä tulee tyypillisesti nostaa liitäntälaitetta varten. Kuviossa on edelleen esitetty kuinka ohjausyksikön yhteyteen on liitetty latausindikaattori L, joka on esimerkiksi va-30 lodiodi, joka palamisellaan ilmaisee lataus- ja akkupiirin toimintakuntoisuuden.

Keksinnön mukainen turvavalojärjestely käsittää lisäksi välineet C elektronisen liitäntälaitteen himmennyksen säätämiseksi eli himmennyk-senohjausyksikön. Samalla kun ohjausyksikkö B käynnistää DC-DC -muuttajan 4 verkkosyötön katketessa, antaa ohjausyksikkö B himmennyk-35 senohjausyksikölle C ohjauksen liitäntälaitteen ohjaamiseksi tarkoituksen mukaiselle teholle. Yksikön C ulostulo on suoraan yhdistettävissä säätöliitäntöihin 5 111323 C1, C2, jotka siis ohjaavat liitäntälaitteen tehoa, ja siten liitäntälaitteeseen kytketyn loistelampun valotehoa. Yksikön C ulostulona on esimerkiksi tasajänni-teviesti, jonka liitäntälaite sinänsä tunnetulla tavalla tulkitsee himmennysoh-jeeksi.

5 Himmenyksenohjausyksikköön on lisäksi liitetty sisääntulot C, C, joita voidaan käyttää liitäntälaitteen himmentämiseen normaalikäytön yhteydessä. Yksikkö on toteutettu siten, että katkokäytölle siirtymisen yhteydessä ohjausyksiköltä B tuleva ohjaus ohittaa normaalikäytön ohjauksen.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti turvavalojärjestely 10 käsittää lisäksi akkuvirran määrityselimen E, joka on toteutettu esimerkiksi vir-ranmittauspiirinä. Virranmittauspiiri E ilmaisee akun purkausvirtatiedon, joka edelleen välitetään himmennyksenohjausyksikölle C. Yksikkö C voi säätää akun purkausvirtatiedon perusteella liitäntälaitteen optimaaliseksi katkokäytön toiminta-ajan suhteen. Tällöin tulkitaan akkuvirran avulla akun jäljellä olevan 15 varauksen määrää, ja varauksen suhteen riippuvaisesti säädetään liitäntälaitteen ottotehoa siten, että akkukapasiteetti riittää valaistuksen tuottamiseen katkokäytölle määritellyn minimitoiminta-ajan. Virranmittauspiiri ei kuitenkaan ole keksinnön toiminnan kannalta välttämätön, sillä ohjausyksikkö C voi säätää liitäntälaitteen ottotehon ennalta aseteltuun kiinteään tasoon akku kapasiteetin 20 suuruudesta riippuen. Koska liitäntälaitteen ottotehoa säädetään, ei loistelampun teho vaikuta toiminta-aikaan.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen järjestelyn suoritusmuoto, jossa liitäntälaitetta syötetään vaihtojännitteellä normaalikäytössä ja katkokäytössä tasajännitteellä. Kuvion 3 suoritusmuodossa välineet syötön-25 vaihtamiseksi käsittävät lisäksi ensimmäisen kytkinlaitteen, joka on sovitettu kytkemään liitäntälaitteen syöttöön L2.2 jännitteen syöttävästä verkosta tai vaihtoehtoisesti syöttölaitteistolta 4. Verkosta liitäntälaitteen syöttöön L2.2 syötettävä jännite on vaihtojännitettä, ja syöttölaitteistolta syötettävä jännite on tasajännitettä.

30 Ensimmäistä kytkinlaitetta S ohjataan ohjausyksiköllä B siten, että ohjausyksikön havaitessa syötön katkeamisen ohjausyksikkö ohjaa kytkinlaitetta S. Tämän ohjaamisen lisäksi ohjausyksikkö toteuttaa samat toiminteet kuin edellä on esitetty. Ohjaaminen on toteutettu siten, että ohjausyksikkö B ohjaa vaihtorelettä R, joka ohjaa edelleen kytkinlaitetta S edellä kuvaillulla ta-35 valla. Muutoin kuviossa 3 esitetyn kytkennän toiminta vastaa kuvion 2 yhteydessä esitettyä toimintaa.

6 111323

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

Claims

111323 Patentti vaati m u kset

1. Turvavalojärjesteiy, joka on sovitettu syöttävään verkkoon kytkettäväksi ja joka käsittää himmennettävän elektronisen liitäntälaitteen loistelampun sytyttämiseksi ja polttamiseksi sekä turvavalolaitteen, joka käsittää akun (Batt), latauslaitteiston (3) akun lataamiseksi syöttävästä verkosta, syöttölaitteiston (4) akun jännitteen edelleen syöttämiseksi, sekä ohjausyksikön (B), joka on sovitettu ohjaamaan turvavalolaitteen mainittuja laitteistoja, tunnettu siitä, että elektroninen liitäntälaite on säädettäväsi himmennettävä liitäntälaite ja että turvavalolaite käsittää lisäksi välineet (C) elektronisen liitäntälaitteen himmennyksen säätämiseksi, jotka välineet (C) käsittävät akkuvirran määrityselimen (E), jolloin välineet (C) elektronisen liitäntälaitteen himmennyksen säätämiseksi ovat sovitetut säätämään himmennystä vasteellisena määritetylle akkuvirralle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turvavalojärjesteiy, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö (B) on lisäksi sovitettu havaitsemaan syöttävän verkon syötön katkeamisen, ja tälle vasteellisena ohjaamaan syöttölaitteistoa (4) akun jännitteen syöttämiseksi liitäntälaitteelle ja ohjaamaan välineitä (C) elektronisen liitäntälaitteen himmennyksen säätämiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen turvavalojärjesteiy, tunnettu siitä, että välineet elektronisen liitäntälaitteen himmennyksen säätämiseksi käsittävät lisäksi akkuvirran määrityselimen (E), joka on sovitettu määrittämään akun purkausvirran suuruuden ja ilmaisemaan mainitun virran suuruuden välineille (C) elektronisen liitäntälaitteen himmennyksen säätämiseksi, jolloin mainitut välineet (C) on sovitettu säätämään liitäntälaitteen himmennystä vasteellisena määritetyn purkausvirran suuruudelle.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen turvavalojärjesteiy, tunnettu siitä, että järjestely käsittää lisäksi välineet syötön vaihtamiseksi, jotka käsittävät ensimmäisen kytkinlaitteen (S), joka on sovitettu vaihtamaan syötön verkkosyötöstä akkusyötölle vasteellisena ohjausyksikön (B) havaitsemalle verkkosyötön katkeamiselle.

5. Jonkun edeltävän patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen turvavalo-järjestely, tunnettu siitä, että syöttölaitteisto (4) akun jännitteen edelleen syöttämiseksi on DC-DC -muuttaja. 111323

6. Turvavalolaite, joka on sovitettu kytkettäväksi elektronisen himmennettävän liitäntälaitteen ja syöttävän verkon väliin, turvavalolaitteen käsittäessä akun (Batt), latauslaitteiston (3) akun lataamiseksi syöttävästä verkosta, syöttölaitteiston (4) akun jännitteen edelleen syöttämiseksi sekä ohjausyksikön (B), joka on sovitettu ohjaamaan turvavalolaitteen mainittuja laitteistoja, tunnettu siitä, että turvavalolaite käsittää lisäksi välineet (C) elektronisen liitäntälaitteen himmennyksen säätämiseksi, jotka välineet (C) käsittävät akkuvirran määrityselimen (E), jolloin välineet (C) elektronisen liitäntälaitteen himmennyksen säätämiseksi ovat sovitetut säätämään himmennystä vasteellisena määritetylle akkuvirralle.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen turvavalolaite, tunnettu siitä, että välineet elektronisen liitäntälaitteen himmennyksen säätämiseksi käsittävät lisäksi akkuvirran määrityselimen (E), joka on sovitettu määrittämään akun purkausvirran suuruuden ja ilmaisemaan mainitun virran suuruuden välineille (C) elektronisen liitäntälaitteen himmennyksen säätämiseksi, jolloin mainitut välineet (C) on sovitettu säätämään liitäntälaitteen himmennystä vasteellisena määritetyn purkausvirran suuruudelle.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen turvavalolaite, tunnettu siitä, että turvavalolaite käsittää lisäksi välineet syötön vaihtamiseksi, jotka käsittävät kytkinlaitteen (S), joka on sovitettu vaihtamaan syötön verkkosyötöstä akkusyötölle vasteellisena ohjausyksikön (B) havaitsemalle verkkosyötön katkeamiselle.

9. Patenttivaatimuksen 6, 7 tai 8 mukainen turvavalolaite, tunnettu siitä, että syöttölaitteista (4) akun jännitteen edelleen syöttämiseksi on DC-DC -muuttaja. 111323 g